Трансформатори

вона продовжуватиме отримувати енергію з первинної обмотки і віддавати її у вторинний ланцюг, який складається тепер тільки з обмотки і частини сполучних дротів.

 1 - первинна обмотка; 2 - вторинна обмотка; 3 - магнітопровід Малюнок 1 - Коротке замикання на виводах вторинної обмотки трансформатора

На перший погляд здається, що при короткому замиканні трансформатор повинен неминуче зруйнуватися, оскільки опір r2 обмотки і сполучних дротів в десятки разів менше опору r приймача. Якщо допустити, що опір r навантаження хоч би в 100 разів більше r2, то і струм короткого замикання I повинен бути в 100 разів більше струму I2 при нормальній роботі трансформатора. Оскільки первинний струм також зростає в 100 разів (I1ω1 = I2ω2), втрати в обмотках трансформатора різко збільшаться, а саме в 1002 раз (I2r), тобто в 10000 разів. За цих умов температура обмоток за 1-2 з досягне 500-600° З і вони швидко згорять.

Крім того, при роботі трансформатора між обмотками завжди існують механічні зусилля, прагнучі розсунути обмотку в радіальному і осьовому напрямах. Ці зусилля пропорційні твору струмів I1 I2 в обмотках, і якщо при короткому замиканні кожен із струмів I1 і I2 збільшиться, наприклад, в 100 разів, то і зусилля збільшаться в 10000 разів. Їх величина при цьому досягне сотень тонн і обмотки трансформатора повинні були б миттєво зруйнуватися. Проте на практиці цього не відбувається. Трансформатори витримують, як правило, короткі замикання в ті дуже малі проміжки часу, поки захист не відключить їх від мережі. При короткому замиканні різко проявляється дія якогось додаткового опору, що обмежує струм короткого замикання в обмотках

Цей опір пов'язаний з магнітними потоками розсіяння ФР1 і ФР2, які відгалужуються від основного потоку Ф0 і замикаються кожен навколо частини витків "своєї" обмотки 1 або 2 (малюнок 2).

 1 - первинна обмотка; 2 - вторинна обмотка; 3 - загальна вісь обмоток і стержня трансформатора; 4 - магнітопровід; 5 - головний канал розсіяння Малюнок 2 - Потоки розсіяння і концентричне розташування обмоток трансформатора

Безпосередньо вимірювати величину розсіяння дуже важко: занадто різноманітні шляхи, по яких можуть замикатися ці потоки. Тому на практиці розсіяння оцінюють по впливу, який воно робить на напругу і струми в обмотках.

Очевидно, що потоки розсіяння зростають із збільшенням струму, що протікає в обмотках. Очевидно також, що при нормальній роботі трансформатора потік розсіяння складає порівняно невелику долю основного потоку Ф0. Дійсно, потік розсіяння зчеплений тільки з частиною витків, основний потік - з усіма витками. Крім того, потік розсіяння велику частину шляху вимушений проходити по повітрю, магнітна проникність якого прийнята за одиницю, тобто вона в сотні разів менше магнітної проникності стало, по якій замикається потік Ф0. Усе це справедливо як для нормальної роботи, так і для режиму короткого замикання трансформатора. Проте оскільки потоки розсіяння визначаються струмами в обмотках, а в режимі короткого замикання струми збільшуються в сотні разів, то в стільки ж збільшуються і потоки Фр; при цьому вони значно перевершують потік Ф0. Потоки розсіяння індукують в обмотках эдс самоіндукції Еp1 і Ер2, спрямовані проти струму.

Протидія, наприклад,

1 2 3 4 5

Схожі роботи